TW521173B

TW521173B - Liquid crystal display device

Info

Publication number: TW521173B
Application number: TW089122913A
Authority: TW
Inventors: Makiko Imabayashi; Shinji Hasegawa; Yasushi Iwakabe
Original assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-11-10
Filing date: 2000-10-31
Publication date: 2003-02-21
Also published as: US6535264B1; KR20010051508A; JP2001142074A

Description

521173 A7 B7 五、發明說明（1 ) 〔發明之技術領域〕 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明是關於液晶顯示裝置，特別是有關具備：供以使密封液晶組成物（用以構成液晶層）的一對基板間的距離保持一定之新規制的間隔件構成之液晶顯示裝置。〔習知技術〕，作爲筆記型電腦或電腦監視器用的高精細且可彩色顯示的顯示器之液晶顯示裝置已被廣泛採用。這類的液晶顯示裝置，基本上是至少在兩片基板（至少一方是由透明的玻璃所形成）的對向間隙中挾持液晶組成物而構成所謂的液晶面板。大槪可分類成：使用：選擇性地將電壓施加於上述液晶面板的基板上所形成的畫素形成用的各種電極中，而來進行預定畫素的點燈及熄燈之液晶面板的方式（單純矩陣方式：s T N方式）；及經濟部智慧財產局員工消費合作社印製使用：形成上述各種電極與畫素選擇用的主動元件，而藉由該主動元件的選擇來進行預定畫素的點燈及熄燈之液晶面板的方式（主動矩陣方式）。具代表性的主動矩陣型液晶顯示裝置’例如有使用薄膜電晶體（T F T )來作爲構成液晶面板的主動元件者° 由於利用薄膜電晶體的液晶顯示裝置輕薄且具有可匹敵映像管的高畫質，因此廣泛地使用於〇 A機器的顯示終端器用監視器。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -4- 521173 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（2 ) 又，使用於主動矩陣型液晶顯示裝置中的液晶面板’ 依驅動方式的不同大致可分爲以下兩種類。一是在形成有透明電極的兩片基板中挾持液晶組成物，以施加於透明電極的電壓來使動作，對通過透明電極且射入液晶組成物層的光進行調變，而來實施顯示之方·式（ Τ N方式）。 . 二是藉由幾乎平行形成於同一基板上所構成的兩個電極間的基板面之電場來使液晶動作，且針對由兩個電極的間隙射入液晶組成物層的光進行調變，而來實施顯示之方式，具有顯著寬廣視野角的特徵，極有利於實現主動矩陣型液晶顯示裝置。例如有記載於日本特表平 5 — 505247號公報，日本特公昭63 — 21907 號公報，日本特開平6 — 1 6 0 8 7 8號公報者。以下，將此方式的液晶顯示裝置稱爲橫電場方式（I P S方式）的液晶顯示裝置。第1 4圖是用以說明Τ N方式之液晶面板的構成例的要部剖面圖。圖中，SUB 1及SUB 2爲透明的玻璃基板，其中在一方基板SUB 1的內面具有薄膜電晶體 T F T，在另一方基板S U B 2的內面形成有紅，綠，藍的3色濾色片FIL(FIL(R) ，FIL(G)， F I L ( B ))。其中，藍色的濾色片FIL (B)未圖示。 —方基板S U B 1的薄膜電晶體T F T是由：閛極電極G Τ，閘極絕緣膜G I ，絕緣膜A〇F ’半導體層a s 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀I面之注意事項再填寫本頁)

-5- 521173 A7 _______ B7 五、發明說明（3 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ，汲極電極S D 2，源極電極s D 1所構成。通常，薄膜電晶體T F T是在每一個畫素中形成兩個，但在此圖中只顯示出1個。在此薄膜電晶體T F T的上層覆蓋有保護膜P S V 1 ，且於最上層形成有與液晶（液晶層）L C連接的配.向膜 (配向控制膜）〇R I 1。，在形成於另一方基板S U B 2的內面之3色濾色片 F I L ( F I L ( R ) ，FIL(G) ，FIL(B)) 的境界具有遮光膜，即所謂的黑色矩陣Β Μ，且在上層保護膜上形成有共用電極（亦稱爲對向電極）I Τ〇2，最上層中形成有與液晶（液晶層）L C連接的配向膜（配向控制膜）0 R I 2。並且，在各基板的表面上分別層疊有偏向板P〇L1 ，P〇L2 。此方式的液晶面板是以產生於畫素電極I Τ〇1與共用電極I Τ〇2間的電場來改變液晶L C的配向方向，藉此來進行畫素的ΟΝ/OFF。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製第1 5圖是用以說明I P S方式之液晶面板的構成例的要部剖面圖。圖中與第1 4圖相同的符號是對應於同一機能部份。在此液晶面板的一方基板S U Β 1上形成有：影像信號線（汲極線）D L，對向電極（相當於第1 4圖的共用電極I T〇2) CT，及畫素電極（相當於第1 3 圖的畫素電極I Τ〇1 ) Ρ X，且具有形成於上層成膜的保護膜P S V及液晶L C層的界面之配向控制層〇 R I 1 。又，在另一方基板SUB 2上具有：以黑色矩陣ΒΜ所本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -6 - 521173 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（4 ) 區劃的3色濾:色片F I L，及覆蓋於上層且以濾色層 F I L或黑色矩陣的構成材不會影響構成液晶L C的液晶組成物之方式來進行成膜的塗怖層〇c (相當於第1 3圖的保護膜P S V 2 )，以及形成於液晶L C層的界面之配向控制層〇R I 2。 · 又，位於一方基板S U B 1上的極絕緣膜G I與 A〇F是由絕緣膜所構成，影像信號線（汲極線）D L 7E 由導電膜d 1與d 2的兩層所構成，對向電極CT是由導電膜g 1所構成，畫素電極P X是由導電膜g 2所構成。此I P S方式的液晶面板是由產生於畫素電極P X與對向電極C T間的橫方向（與基板平行的方向）電場（圖中電力線所示者）來控制液晶的分子配向方向，而進行畫素的 ON/ OFF 。又，一對基板S U B 1及S U B 2間的距離（液晶組成物層的厚度，或間隔：單元間隙或簡稱間隙），一般是在兩基板間配置球狀間隔件或柱狀間隔件（圖中未示）而規制成預定値。又，與第1 4同樣的在基板S U B 1和基板S U B 2的外面分別設有偏光板P〇L 1 ，P〇L 2。此外，日本特開平9 一 7 3 0 8 8號公報雖與橫電場方式的液晶顯示裝置無關，但其內容記載有關取代球狀間隔件，而於濾色基板的保護膜將圓錐狀間隔件固定形成於基板，或在層疊濾色層後固定形成圓柱狀間隔件。換言之，上述日本特開平9 一 7 3 08 8號公報中戶斤揭示的發明是爲了解決球狀間隔件所引起的問題點（因間 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -1裝訂·

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 2 5

五、發明說明（5 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製隔件周邊部的光漏所導致對比度下降，或在使間隔件散怖於基板上的過程中因間隔件配置不均而造成顯示不良等問題點）。另外，就用以保持基板間的間隔之形成方法而言，例如有日本特開平7 - 3 2 5 2 9 8號公報所揭示者，.其方法是將感光板（在基膜上塗怖感光性樹脂）層疊於基板上 ’且利用光學微影成像過程（包含介在光罩的曝光與顯像 )者。主要是使間隔件的膜厚形成均一，而來防止顏色發生不均一。〔發明所欲解決之課題〕在使用上述各種液晶面板的液晶顯示裝置中是藉由聚合物製的串珠（粒狀間隔件）或柱狀間隔件來予以規制。近年來液晶顯示裝置並非只限於筆記型電腦等較小型•輕量的電子機器，亦被採用於所謂的監視器，其畫面尺寸漸漸有朝大型化之趨勢。若液晶面板的尺寸（畫面大小）變大，則特別是如監視器那樣，經常使用於縱向位置下，挾持於基板間的液晶會因本身的重量而下降，畫面下側的間隙會變大，而導致會有顯示不均的現象發生。此現象在I p s方式或S T N 方式的液晶面板中尤其顯著。又，若間隙規制材中使用聚合物串珠，則該串珠會密集，而使得部份的間隙會變大，促使光會透過一般爲透明的聚合物串珠，發生所謂的光漏，導致畫質惡化。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

-8- 521173 A7

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（6 ) 爲了解決上述問題，例如有取代聚合物串珠，而於一方的基板上固定植立柱狀間隔件。但，就利用此柱狀間隔件者而言’當使用中溫度上升（一般是因背光加熱所致）而導致液晶膨脹時’柱狀間隔件的間隙規制能力會隨著間隙的擴大而無法發揮作用，會有與對向的基板分離之·情況發生。其結果會產生間隙不均一，而導致畫質不均。此外’就間隙的規制中使用聚合物串珠而言，在使多數的聚合物串珠分散於基板間後，在液晶面板的間隙形成過程中，該聚合物串珠是在壓縮變形的狀態下介於基板間，藉此雖某程度上可應付間隙的擴大，但爲了確保所要的間隙，聚合物串珠必須使用某程度以上的數量，因此其抑止密集及防止光漏發生的程度有限。又，如上述在液晶面板的重複熱膨脹下’會隨者時間與本身的重量或液晶的下降而下降至液晶面板的下側。本發明之目的是在於解除上述習知技術所存在的問題點，而提供一種不會因液晶面板的溫度變化而造成間隙不均一，亦即可提高畫像顯示的品質之液晶顯示裝置。〔用以解決課題之手段〕爲了達成上述第1目的，本發明之特徵是以倂用：固定形成於基板的至少一方的柱狀間隔件，及少量的聚合物串珠；等來作爲規制一對基板（構成液晶面板）間的間隙之構件。

雖然本發明的構成會依液晶面板的驅動方式（S T N 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

-9 - 521173 A7 __ B7 五、發明說明（7 ) ，T N ’ I P S )而有若干的差異，但無論是何種方式的液晶面板，其基本構成（倂用柱狀間隔件與少量的聚合物 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 串珠）是共通的。以下，敘述本發明之代表性的構成。 (1 )本發明之液晶顯示裝置的特徵是具備：. 至少一方爲透明之一對基板；及. 在形成於上述一對基板的一方之供以彩色顯示的至少 2種類以上不同顏色的濾色片與各濾色片間所介在之黑色矩陣；及至少形成於上述一對基板的一方基板上之畫素形成電極；及具有在上述一對基板間持有介電向異性的液晶層及使構成該液晶層的液晶組成物的分子配列配列於預定的方向的配向控制層之液晶面板；及使驅動電壓施加於上述電極群之驅動機構；

另外還具備：經濟部智慧財產局員工消費合作社印製在上述一對基板的至少一方，以幾乎相等於上述一對基板間的所望間隙之高度而固定形成之柱狀間隔件；及介於上述一對基板間，且平均粒徑比上述柱狀間隔件的高度還要大上若干之樹脂材料的粒狀間隔件。在上述構成中，一對基板間的間隙雖主要是根據柱狀間隔件的高度來予以規制，但在液晶顯示裝置的使用中，當液晶面板溫度上升，而導致液晶膨脹，柱狀間隔件自基板分離，間隙擴大時，則是使復原於粒狀間隔件之解壓縮本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -10- 521173 A7 _________ B7 五、發明說明（8 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 變形的方向，而來規制該間隙。藉此，畫面的間隙不均一會被抑止，且由於粒狀間隔件可維持與基板接觸，因此可阻止藉本身重量而移動或下降，同時液晶的移動或下降也會被緩和，而不會使顯示品質極端惡化。 (2 )如上述（1 )所記載之液晶顯示裝置，其.中將上述柱狀間隔件形成於以上述黑色矩陣所覆蓋的領域中，且將上述粒狀間隔件配置於包含上述畫素形成電極的形成領域之顯示領域中。在以上述黑色矩陣所覆蓋的領域中形成柱狀間隔件，藉此不但不會影響背光的光透過，而且粒狀間隔件只須少量即可，因此可使光漏的現象壓制到最小程度，能夠抑止對比度降低。 (3 )如上述（1 )所記載之液晶顯示裝置，其中以和形成於上述基板的保護膜具有接合性的樹脂材料來形成上述柱狀間隔件。 (4 )如上述（3 )所記載之液晶顯示裝置，其中將上述柱狀間隔件直接形成於形成該柱狀間隔件的一側的基板之保護膜上。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (5 )如上述（3 )所記載之液晶顯示裝置，其中將上述柱狀間隔件直接形成於形成該柱狀間隔件的一側的基板之電極上，且經由形成於該電極的開口來與該電極的下層之保護膜連接。柱狀間隔件是將樹脂材料以光學微影成像技術來形成。如上述（4 )的構成，在保護膜上直接形成該柱狀間隔本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -11 - 521173 A7 — B7 五、發明說明（9 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 件，而使能夠強固植立於形成柱狀間隔件的基板上。並且，形成該柱狀間隔件的基板並非只限於具有濾色片的基板側，亦可形成於其他的基板（就主動矩陣型而言，是形成於形成薄膜電晶體的基板側）。又，上述下層的保護膜上有電極時，在該電極形.成一開口，經由此開口來連接於上述電極的下層之保護膜，而使能夠強固植立於形成柱狀間隔件的基板上。又，本發明並非只限定於上述構成，亦可分別在一對基板上形成相當於相對向所要的間隙的一半高度之柱狀間隔件。又，本發明只要不脫離申請專利範圍所記載的技術思想，亦可實施其他種種的變更。〔發明之實施形態〕以下，參照實施例的圖面來詳細說明本發明之實施形態。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製第1圖是用以說明本發明之液晶顯示裝置的第1實施例之液晶面板的要部模式剖面圖，是表示在形成柱狀間隔件側的基板上具有電極的形式（T N方式，S T N方式）中適用本發明的構成。就S T N方式的液晶面板而言，與 TN方式的畫素電極及共用電極或對向電極並無區別，具有在一對的基板上分別相互交叉的條紋狀電極。因此，適用於S TN方式時，是分別將畫素電極與共用電極替換爲上述各條紋狀電極。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -12- 521173 A7 B7 五、發明說明（1〇 ) 在第1圖中，S U B 2是表示構成液晶面板的一對基板之一方的基板（在此爲濾色基板），B Μ是表示黑色矩陣，F I L是表示濾色片，0 C是表示保護膜（亦稱爲鈍化層PSV2) ，I TO 2是表示與形成於另一方基板的畫素電極（圖中未示）呈對向之共用電極，S〇C是.表示柱狀間隔件，〇R I 2是表示配向膜，，B Z是表示粒狀間隔件（以下亦稱爲聚合物串珠），P〇L是表示偏光板。柱狀間隔件S 0 C是在形成黑色矩陣B Μ，濾色片 F I L及保護膜〇C之後，直接形成於該保護膜〇C上。這些黑色矩陣Β Μ，濾色片F I L及保護膜〇C是藉由樹脂材料的塗怖及圖案曝光/顯像的製程，亦即利用光學成像技術來形成。柱狀間隔件S〇C是在基板間的所要間隙中形成大致相等的高度h。然後，在柱狀間隔件s〇C上形成共用電極I T〇，且在其上層塗怖配向膜〇R I 2，而構成所謂的濾色基板。經由液晶來使具有畫素電極的另一方基板貼合於上述形成各種機能膜的基板時，會散怖少量的聚合物串珠Β Z 。該聚合物串珠Β Z的平均粒徑d要比柱狀間隔件S〇C 的高度h大上若干。經由液晶來使基板S U B 2貼合於另一方的基板，而形成所要的間隙時，沖壓兩基板，使基板S U B 2的柱狀間隔件S〇C的頂面能夠接觸於另一方基板的配向膜。此刻，比柱狀間隔件S 0 C的高度h還要大上若干的平均粒本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----::---'---—— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -13- A7 521173 BT^_ 五、發明說明（11 ) 徑d之聚合物串珠B Z會在與上述另一方基板間被壓縮變形，通過中心的高度會幾乎相等於柱狀間隔件S 0 C的高度h，亦即形成B Z ’的狀態（該圖是強S周變形狀態）。若利用本實施例，則在液晶顯示裝置的使用中，當液晶面板溫度上升，而導致液晶膨脹，柱狀間隔件自基·板分離，間隙擴大時，可使復原於粒狀間.隔件之解壓縮變形的方向，而來規制該間隙。藉此，畫面的間隙不均一會被抑止，且由於粒狀間隔件可維持與基板接觸，因此可阻止藉本身重量而移動或下降，同時液晶的移動或下降也會被緩和，而不會使顯示品質極端惡化。第2圖是用以說明本發明之液晶顯示裝置的第2實施例之液晶面板的要部模式剖面圖。在第1圖所示之電極 I T 0 2上形成柱狀間隔件S〇C，在此與第1圖相同的符號是對應於同一機能部份，T Η是表示形成於電極 I Τ〇的開口。在第2圖中，柱狀間隔件S〇C是在形成電極 I Τ 0 2後形成。此刻，藉由在電極I τ〇2的柱狀間隔件S 0 C形成部份形成一開口 τ Η來使位於電極I τ〇2 的下層之保護膜〇C (由樹脂材料所構成）與柱狀間隔件 S〇C結合。藉此，使柱狀間隔件S〇c固定於基板 S U Β 2。在此，柱狀間隔件s〇C與聚合物串珠β Ζ的作用與第1實施例相同。第3圖是由第4圖所示之基板s U Β 2側透視基板 S U Β 1之用以說明本發明的液晶顯示裝置之第3實施例 ^紙張尺度週用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁)

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -14- 521173 Α7 Β7 五、發明說明（12 ) 的薄膜電晶體型I P S方式的液晶面板之一畫素附近的平面圖。上述第1 4圖是相當於沿著第3圖之A — A線的剖 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 面圖。構成該液晶面板的畫素（單位顏色畫素）是配置於鄰接的兩條閘極線（亦稱爲掃描信號線或閘極信號線，.閘極線，水平信號線）G L，及鄰接的兩.條資料線（亦稱爲影像信號線，汲極信號線，汲極線或垂直信號線）D L的交叉領域內（4條的信號線所圍繞的領域內）。閘極線G L是延伸於列方向，以複數條配置於行方向〇各畫素是包含薄膜電晶體TFT (TFT1， TFT2)，畫素電極IT01及保持電容元件Cadd 。閘極線G L是延伸於列方向，以複數條配置於行方向。資料線D L是延伸於行方向，以複數條配置於列方向。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製如第1 5圖所示，在以液晶L C爲基準的基板 S U B 1側形成有薄膜電晶體T F T及畫素電極I T〇1 ，在基板S U B 2側形成有濾色片F I L及遮光用黑色矩陣B Μ。上下部的透明玻璃基板S U B 2，S U B 1具有 1 · 1mm程度或〇 · 7mm程度的厚度。在本實施例中，柱狀間隔件S〇C是形成於黑色矩陣 B Μ所覆蓋的領域中，且位於資料線D L及閘極線上。此液晶面板的間隙主要是藉由柱狀間隔件S〇C來予以規制，聚合物串珠Β Ζ主要是供以抑止上述柱狀間隔件S〇C 無法追隨間隙的擴大而產生間隙不均一，少數分布於畫素本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -15· 621173 A7 一 ---------- 五、發明說明（13 ) 領域中（畫素電極上）。又’柱狀間隔件S 0 C的形成場所，數量及形狀並非只限定於此。在第3圖中，柱狀間隔件S〇C及聚合物串珠B Z的尺寸是爲了容易理解而圖示者，並非一定與實際製品的尺寸一致。 . 同樣的’若利用本發明，則在液.晶顯示裝置的使用中 ’當液晶面板溫度上升，而導致液晶膨脹，柱狀間隔件自基板分離’間隙擴大時，可使復原於粒狀間隔件之解壓縮變形的方向，而來規制該間隙。藉此，畫面的間隙不均一會被抑止，且由於粒狀間隔件可維持與基板接觸，因此可阻止藉本身重量而移動或下降，同時液晶的移動或下降也會被緩和，而不會使顯示品質極端惡化。第4圖是用以說明本發明之液晶顯示裝置的第3實施例之液晶面板的要部模式剖面圖，是表示在形成柱狀間隔件側的基板上未具有電極之橫電場型主動陣列方式（ I SP方式）中適用本發明的構成。由於本實施例在形成濾色片F I L側的基板S U B 2 上不具有I T〇等的電極，因此可在形成於該基板 S U B 2內面的保護膜〇 C上形成柱狀間隔件S 0 C (此情況，該保護膜具有防止濾色片F I L或黑色矩陣B Μ對液晶產生污染，以及作爲基板S ϋ Β 2的內面平坦化膜之機能）。在保護膜〇 C上形成柱狀間隔件後，塗怖配向膜〇R I 2，藉由硏磨等來賦予配向控制能。然後在形成該本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------一 1 ----^---裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Ηδτ·

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 521173 A7 B7 五、發明說明（14 ) 柱狀間隔件S〇C的基板S U B 2之畫素領域的配向膜〇 R I 2上散怖聚合物串珠B Z，注入或滴下液晶後層疊另一方的基板SUB 1。在基板S U B 1中形成有薄膜電晶體，畫素電極，對向電極，及其他的配線等。 . 介在液晶而使一對的基板S U B. 1與S U B 2貼合後 ’由兩基板的上下沖壓，而來形成所要的間隙。此刻，所要的間隙主要是以柱狀間隔件S〇C的高度h來予以規制，聚合物串珠B Z如圖中B Z ’所示，高度會被壓縮而形成壓縮變形的狀態（原本的高度d )。在此，該聚合物串珠 B Z的作用與上述實施例同樣，因此不再度說明。第5圖是由第4圖所示之基板S U B 2側透視基板 S U B 1之用以說明本發明液晶顯示裝置的第3實施例的薄膜電晶體型I P S方式的液晶面板之一畫素附近的平面圖。各畫素是配置於掃描信號線（閘極信號線’閘極線或水平信號線）G L，及對向電壓信號線（對向電極配線） C L，及鄰接的兩條影像信號線（汲極信號線’汲極線或垂直信號線）D L的交叉領域內（4條的信號線所圍繞的領域內）。各畫素是包含：薄膜電晶體TFT，儲存電容 C s t g，畫素電極P X及對向電極C T。掃描信號線 G L在第5圖中是延伸於左右方向’以複數條配置於上下方向。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 1·裝 -•% 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -17- U1173 A7

五、發明說明（15 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 又’影像信號線D L是延伸於上下方向，複數條配置於左右方向’畫素電極p X是經由源極電極s D 1來與薄月吴電晶體T F T電氣性連接。對向電極C τ是與對向電壓痛線C L電氣性連接。又’畫素電極P X與對向電極c T是彼此呈對向.，且畫素電極P X與對向電極C τ是形成梳齒狀，藉由畫素電極P X與對向電極C T間的電場來控制液晶的光學狀態，控制顯示。在本實施例中，柱狀間隔件S 0 C是形成於黑色矩陣 β Μ所覆蓋之影像信號線D L上，掃描信號線D L上，或對向電壓信號線C L上。又，聚合物串珠Β Ζ主要是少數分布於黑色矩陣Β Μ的領域外，亦即畫素領域中。又，柱狀間隔件S 0 C的形成場所，數量及形狀並非只限定於此。在第5圖中，柱狀間隔件S〇C及聚合物串珠Β Ζ的尺寸是爲了容易理解而圖示者，並非一定與實際製品的尺寸一致。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製同樣的，若利用本發明，則在液晶顯示裝置的使用中，當液晶面板溫度上升，而導致液晶膨脹，柱狀間隔件自基板分離，間隙擴大時，可使復原於粒狀間隔件之解壓縮變形的方向，而來規制該間隙。藉此，畫面的間隙不均一會被抑止，且由於粒狀間隔件可維持與基板接觸，因此可阻止藉本身重量而移動或下降’同時液晶的移動或下降也會被緩和，而不會使顯示品質極端惡化。第6圖及第7圖是用以說明本發明之液晶顯示裝置的本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） -18- 521173 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（16 ) 第3實施例的功效之液晶面板的要部模式剖面圖，是表示使形成薄膜電晶體或畫素電極，對向電極，各種配線的基板S U B 1與形成柱狀間隔件S〇C的基板S U B 2之間介在液晶L C而貼合，藉此沖壓而形成所要的間隙狀態。在此，基板SUB 1的各構件是與上述第5圖所·示者同一符號。基板S U B 2的各構件是.與上述第4圖所示者同一符號。在第6圖所示之間隙形成的狀態中，柱狀間隔件 s〇C的頂面是與基板S UB 1擋接，聚合物串珠B Z是如箭頭A所示被壓縮變形。如第7圖所示，由該狀態，藉由來自背光等的熱，當液晶L C膨脹而使基板S U B 1與S U B 2的間隙擴大時 ’柱狀間隔件S〇C的頂面會如箭頭B所示，自基板 S ϋ B 1分離，而有可能會造成間隙的規制能力喪失。但 ’此刻聚合物串珠Β Ζ會復原成箭頭C所示之原本的粒徑 ’隨著間隙的擴大來規制兩基板間的間隙。因此，可抑止液晶面板的畫面產生不均一，而使能夠維持高品質的畫像顯示。又，柱狀間隔件S 0 C與聚合物串珠Β Ζ的動向在其他實施例中亦相同。其次，針對適用上述各實施例之本發明的液晶顯示裝置的驅動及製品構成例加以說明。在此，省略利用S Τ Ν 方式的液晶面板者。第8圖是表示適用本發明之主動矩陣型液晶顯示裝置的構成及驅動系統的說明圖。該液晶顯示裝置是利用上述本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

-19- 521173 Α7 _____ Β7 五、發明說明（17 ) 實施例中的主動矩陣型液晶面板者。在該液晶面板P N ；L 的周邊具有：資料線（汲極信號線，汲極線，或影像{言號線）驅動電路（I C晶片）亦即汲極驅動器D D R，掃描線（亦稱爲閘極信號線或閘極線）驅動電路（I C晶片）亦即閘極驅動器G D R，且具備：供應用以畫像顯示.的顯示資料或時脈信號，灰階等級電壓等.給汲極驅動器D D R 與閘極驅動器G D R的顯示控制機構之顯示控制裝置（在第8圖中標記爲控制器）CRL，及電源電路（在第8圖中標記爲電源部）P W U。來自電腦，個人電腦及電視受像電路等之外部信號源極的顯示資料與控制信號時脈，顯示時間信號，同步信號是輸入至顯示控制裝置C R L。又，顯示控制裝置C R L 具備：灰階等級基準電壓產生部，及時間控制器T C〇N 等，使來自外部的顯示資料變換成合適於液晶面板P N L 的顯示形式的資料。針對閘極驅動器G D R與汲極驅動器D D R的顯示資料及時脈信號是如圖示一般供給。汲極驅動器D D R前段的載波輸出是原封不動地賦予下段的汲極驅動器的載波輸入。第9圖是表示液晶面板之各驅動器的槪略構成及信號的流向之方塊圖。汲極驅動器D D R是由：影像（畫像）信號等之顯示資料的資料閂鎖部，及輸出電壓產生電路所構成。並且，灰階等級基準電壓產生部Η T V，多路轉換器ΜΡΧ，共用電壓產生部CVD，共用驅動器CDD，本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----Ti'—P!·裝—— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20- 521173 Α7 Β7 五、發明說明（18 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 位準位移電路L S T，閘極開啓電壓產生部G Ο V，閘極關閉電壓產生部G F D，及D C - D C轉換器D / D是設置於第1 7圖的電源電路P W U中。第1 0圖是表示從信號來源（本體）輸入至顯示控制裝置的顯示資料及從顯示控制裝置輸出至汲極驅動器·與閘極驅動器的信號之時間圖。顯示控制.裝置C R L會接受來自信號源極的控制信號（時脈信號，顯示時間信號，同步信號），而產生時脈D 1 ( C L 1 )，位移時脈D 2 ( C L 2 )及顯示資料來作爲對汲極驅動器D D R的控制信號，同時產生圖框開始指示信號F L Μ，時脈G ( C L 3 )及顯示資料來作爲對閘極驅動器G D R的控制信號。在來自信號源極的顯示資料傳送中使用低電壓差動信號（L V D S信號）的方式，是在搭載於介面基板（搭載上述顯示控制裝置）的L V D S受信電路中將來自該信號源極的L V D S信號變換成原本的信號，然後供應給閘極驅動器G D R及汲極驅動器D D R。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製由第1 0圖可明確得知，汲極驅動器的位移用時脈信號D 2 ( C L 2 )是與自本體電腦等所輸入的時脈信號（ D C L Κ )及顯示資料的頻率相同，在X G Α顯示元件中約形成4 Ο Μ Η z的高頻。第1 1圖是用以說明本發明之液晶顯示裝置的全體構成之展開立體圖，用以說明液晶顯示裝置（以下稱爲 M D L :使貼合兩片的基板S U Β 1，S U Β 2而成的液晶面板，驅動裝置，背光，及其他的構件一體化之液晶顯本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） -21 - 521173 A7 -- B7 五、發明說明（19 ) 示模組）的具體構造。 ----? ·---ZT·---^---裳--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) S H D是表示由金屬板所構成的密封殼體（亦稱爲金屬框），W D是表示顯示窗，I N S 1〜3是表示絕緣板 ’ P C Β 1〜3是表不構成驅動機構的電路基板（

P C Β 1爲汲極側電路基板：影像信號線驅動用電路·基板 ’ P C Β 2爲閘極側電路基板，P C Β 3爲介面電路基板 )，J Ν 1〜3是表示電氣性連接電路基板P C Β 1〜3 之接合構件，TCP 1，TCP 2是表示輸送膠帶封裝體 ’ PNL是表示液晶面板，GC是表示膠墊，I LS是表示遮光間隔件，P R S是表示稜鏡板，S P S是表示擴散板，M C A是表示一體化成形的下側殼體（模框），Μ〇是表示MCA的開口，LP是表示螢光燈，LPC是表示燈線，G B是表示支撐螢光燈L P的襯套，B A T是表示雙面膠，B L是表示由螢光管及導光板等所構成的背光。在此，以圖示的配置關係來層疊擴散板構件而組裝液晶顯示模組M D L。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製液晶顯示模組M D L具有下側殼體MCA及密封殼體 S H D的2種收容•保持構件，使金屬製的密封殼體 S H D (用以收容固定絕緣板I N S 1〜3，電路基板 P C Β 1〜3及液晶面板P N L )與下側殼體M C Α (用以收容由螢光燈L P，導光板G L B及稜鏡板P R S等所構成的背光B L )合體。在影像信號線驅動用電路基板P C Β 1中搭載有：供以驅動液晶面板P N L的各畫素之積體電路晶片，在介面本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 22· 521173 A7 -—_________ B7 五、發明說明（20 ) 電路基板P C B 3中搭載有：接受來自外部主電腦的影像信號，及接受時間信號等的控制信號之積體電路晶片，以 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 及藉由時間加工來產生時脈信號之時間轉換器T C Ο N等〇在上述時間轉換器所產生的時脈信號是經由鋪設.於介面電路基板P C B 3及影像信號線驅.動用電路基板 P C B 1的時脈信號線C L L來供應給搭載於影像信號線驅動用電路基板P C B 1的積體電路晶片。介面電路基板P C B 3及影像信號線驅動用電路基板 P C B 1爲多層配線基板，上述時脈信號線C l L是作爲介面電路基板P C B 3及影像信號線驅動用電路基板 P C B 1的內層配線。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製此外，在驅動液晶面板P N L中供以驅動T F T的汲極側電路基板P C B 1，閘極側電路基板p c B 2及介面電路基板PCB3是以輸送膠帶封裝TCP1 ，TCP2 來連接，各電路基板間是以接合構件J N 1，2，3來連接。液晶面板P N L爲上述本發明之主動矩陣型液晶顯示裝置，爲了使兩片基板的間隔維持預定値，而具備前面實施例所述之裝入粒子的柱狀間隔件與聚合物串珠。另外’採用在液晶面板的一方基板，一般是在基板 S U B 1的周邊直接搭載各驅動電路（汲極驅動器，閘極驅動器）之“ Glass On Chip “方式（亦稱爲F CA方式）同樣適用於本發明。液晶面板P N L爲上述本發明之主動矩陣型液晶顯示本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -23- 521173 A7 _____ B7 五、發明說明（21 ) 裝置，爲了使兩片基板的間隔維持預定値，而具備前面實施例所述之裝入粒子的柱狀間隔件與聚合物串珠。第1 2圖是表示安裝有本發明之液晶顯示裝置的電子機器之一例的筆記型電腦的立體圖。該筆記型電腦（可攜式個人電腦）是由：鍵盤部·（本體部），及以合頁來連結鍵盤部之顯.示部所構成。並且，在鍵盤部中收納鍵盤與主電腦，C P U等，在顯示部具有液晶面板P N L，其周邊安裝有：驅動電路基板P C B 1 ，P C B 2，及搭載控制晶片T C〇N的P C B 3，以及背光電源的反相電源基板等。並且，使上述液晶面板P N L，各種電路基板 PCB1，PCB2，PCB3，反相電源基板，及背光等形成一體化，亦即形成第1 2圖的液晶顯示模組。第1 3圖是表示安裝有本發明之液晶顯示裝置的電子機器之其他例的監視器的正面圖。該監視器是由顯示部與台座部所構成，且於顯示部中安裝有具備上述本發明之液晶面板P N L的液晶顯示裝置。又，亦可在此監視器的台座部中內藏主電腦或視頻接受電路。本發明並非只限定於上述實施例，只要不脫離本發明的技術思想，亦可實施其他種種的變更。〔發明之效果〕如以上說明，若利用本發明，則可以倂用：固定形成於基板的至少一方的柱狀間隔件，及少量的聚合物串珠；本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -24- 521173 A7 --B7 五、發明說明（22 ) 等來作爲規制液晶面板之基板間的間隙之構件，藉此柱狀間隔件無法達成的間隙規制，可由聚合物串珠來彌補，而使能夠抑止產生顯示領域內的間隙不均。並且，可使聚合物串珠的散佈量形成必要的最小程度，而來取得壓制顯示領域的光漏量之高品質畫像顯示的液晶顯示裝置。. 〔圖面之簡單說明〕第1圖是用以說明本發明之液晶顯示裝置的第1實施例之液晶面板的要部模式剖面圖。第2圖是用以說明本發明之液晶顯示裝置的第2實施例之液晶面板的要部模式剖面圖。第3圖是由第4圖所示之基板S U B 2側透視基板 S U B 1之用以說明本發明的液晶顯示裝置之第3實施例的薄膜電晶體型I P S方式的液晶面板之一畫素附近的平面圖。第4圖是用以說明本發明之液晶顯示裝置的第3實施例之液晶面板的要部模式剖面圖。第5圖是由第4圖所示之基板S U B 2側透視基板 S U B 1之用以說明本發明液晶顯示裝置的第3實施例的薄膜電晶體型I P S方式的液晶面板之一畫素附近的平面圖。第6圖是用以說明本發明之液晶顯示裝置的第3實施例的功效之液晶面板的要部模式剖面圖。第7圖是用以說明本發明之液晶顯示裝置的第3實施本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x 297公釐） ----? ·---Ί.---^---裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂.· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -25- 521173 A7 B7___ 五、發明說明（23 ) 例的功效之液晶面板的要部模式剖面圖。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第8圖是表示適用本發明之主動矩陣型液晶顯示裝置的構成及驅動系統的說明圖。第9圖是表示液晶面板之各驅動器的槪略構成及信號的流向之方塊圖。 · 第1 0圖是表示從信號來源（本.體）輸入至顯示控制裝置的顯示資料及從顯示控制裝置輸出至汲極驅動器與閘極驅動器的信號之時間圖。第1 1圖是用以說明本發明之液晶顯示裝置的全體構成之展開立體圖。第1 2圖是表示安裝有本發明之液晶顯示裝置的電子機器之一例的筆記型電腦的立體圖。第1 3圖是表示安裝有本發明之液晶顯示裝置的電子機器之其他例的監視器的正面圖。第1 4圖是用以說明T N方式之液晶面板的構成例的要部剖面圖。第1 5圖是用以說明I P S方式之液晶面板的構成例的要部剖面圖。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製〔符號之說明〕 SUB1，SUB2 :基板 F I L :濾色片 B Μ :黑色矩陣 0 C ( P S V ):保護膜本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -26 - 521173 A7 B7_ 五、發明說明（24 ) I T〇2 :對向電極（共用電極）〇R I 2 :配向膜 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) S〇C :柱狀間隔件 B Z :粒狀間隔件（聚合物串珠） D L :影像信號線（汲極線，資料線） S D 2 :汲極電極 . C L :對向電壓信號線 C T :對向電極 P X :畫素電極 S D 1 :源極電極 C a d d :附加電容 C s t g :儲存電容 G L :掃描信號線（閘極線，資料線） G T :閘極電極 T F T :薄膜電晶體〇RI1，〇RI2:配向膜 L C :液晶層 G I :閘極絕緣膜經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 P〇L1 ，P0L2 :偏光板本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 27-

Claims

公告本六、申請專利範圍 1、一種液晶顯示裝置，其特徵是具備·· 至少一方爲透明之一對基板；及 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在形成於上述一對基板的一方之供以彩色顯示的至少 2種類以上不同顏色的濾色片與各濾色片間所介在之黑色矩陣；及至少形成於上述一 kf基板的一方基板上之畫素形成電極；及具有在上述一對基板間持有介電向異性的液晶層及使構成該液晶層的液晶組成物的分子配列配列於預定的方向的配向控制層之液晶面板；及使驅動電壓施加於上述電極群之驅動機構；另外還具備：在上述一對基板的至少一方，以幾乎相等於上述一對基板間的所望間隙之高度而固定形成之柱狀間隔件；及介於上述一對基板間，且平均粒徑比上述柱狀間隔件的高度還要大上若干之樹脂材料的粒狀間隔件。經濟部智慧財凌局Μ工消費合作社印製 2、如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中將上述柱狀間隔件形成於以上述黑色矩陣所覆蓋的領域中，且將上述粒狀間隔件配置於包含上述畫素形成電極的形$ 領域之顯示領域中。 3、如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中以和形成於上述基板的保護膜具有接合性的樹脂材料來形$ 上述柱狀間隔件。 4、如申請專利範圍第3項之液晶顯示裝置，其中將紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公f 一 ~ ~ —-- -28 - 521173 A8 B8 C8 D8六、申請專利範圍上述柱狀間隔件直接形成於形成該柱狀間隔件的一倜|自勺基板之保護膜上。 5、如申請專利範圍第3項之液晶顯示裝置，其中將上述柱狀間隔件直接形成於形成該柱狀間隔件的_個|自勺基板之電極上’且經由形成於該電極的開口來與該電彳蔽自勺下層之保護膜連接。經濟部智慧时4^;πη工消費合作社印製準標家一國國中用適度尺張 -紙 I N, 釐公 97 2 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

-29-